【题目】2016年初,雾霾天气多次肆虐我国中东部地区。其中,汽车尾气和燃煤尾气是造成空气污染的原因之一。
I.汽车尾气净化的主要原理为:2NO(g)+2CO(g) 2CO2(g)+N2(g),正反应为放热反应。
(1)下列说法正确的是_______________。
A.装有尾气净化装置的汽车排出的气体中一定不再含有NO或CO
B.提高尾气净化效率的最佳途径是研制高效催化剂
C.升高温度可使该反应的正反应速率增大、逆反应速率减小
D.单位时间内消耗NO和CO2的物质的量相等时,反应达到平衡
(2)已知增大催化剂的比表面积可提高化学反应速率。为了分别验证温度、催化剂的比表面积对化学反应速率的影响规律,某同学设计了三组实验,部分实验条件已经填在线面实验设计表中,请在下表中的横线上填出合理数据:
实验编号 | t(℃) | NO初始浓度(10-3mol·L-1) | CO初始浓度(10-3mol·L-1) | 催化剂的比表面积(m2·g) |
① | 280 | 1.20 | 5.80 | 82 |
② | ______ | 1.20 | ______ | 124 |
③ | 350 | ______ | ______ | 82 |
实验①中,NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化如下图所示。请在给出的坐标图中画出实验②、③中NO的物质的量浓度(c)随时间(t)的变化的曲线______,并标明各曲线的实验编号。
在280℃下,0~2 s内的平均反应速率v(N2) = ________________________。
II.直接排放煤燃烧产生的烟气会引起严重的环境问题。
(3)煤燃烧产生的烟气含氮的氧化物,用CH4催化还原氮氧化物(NOx)可以转化成无毒害的空气组分,从而消除氮氧化物的污染。请写出CH4催化还原NO2的化学方程式:_______________________________________________________。
(4)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右上图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂a表面发生_______反应(填“氧化”或“还原”),总反应的化学方程式为________________________。
【答案】 BD 280 5.80 1.20 5.80 0.0002 mol·(L·s) -1 CH4 +2NO2 == N2+CO2+2H2O 氧化 2CO2 +2H2O==2HCOOH+O2
【解析】I.(1)A、该反应为可逆反应,不能完全转化,排出的气体中一定含有NO或CO,选项A错误;B、研制高效催化剂可提高反应速率,解决反应极慢的问题,有利于尾气的转化,选项B正确;C、升高温度可使该反应的正逆反应速率都增大,选项C错误;D、单位时间内消耗NO和CO2的物质的量相等时,证明正逆反应速率相等,反应达到平衡状态,选项D正确。答案选BD;(2)因①、②比表面积不同,则应控制温度相同,所有浓度应控制相同来验证催化剂比表面积对速率的影响;①、③比表面积相同,温度不同,则所有浓度应控制相同来验证反应温度对速率的影响;故答案为:280,5.80; 1.20,5.80;因①、②温度相同,催化剂对平衡移动无影响,则平衡不移动,但②的速率大,则②先达到化学平衡,①、②达平衡时NO的浓度相同;而③的温度高,则反应速率最大且平衡向逆方向移动,即达到化学平衡时c(NO)增大,故答案为:;在280℃下,0~2 s内的平均反应速率v(N2) = v(NO)= =2.0×10-4mol/(Ls);
II.(3)CH4催化还原NO2生成氮气、二氧化碳和水,其反应的化学方程式为:CH4 +2NO2= N2+CO2+2H2O;(4)将燃煤产生的二氧化碳回收利用,可达到低碳排放的目的。右上图是通过人工光合作用,以CO2和H2O为原料制备HCOOH和O2的原理示意图。催化剂a表面发生氧化反应,总反应的化学方程式为:2CO2 +2H2O==2HCOOH+O2。
科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】甲、乙两种溶液中分别含有大量的Cu2+、K+、H+、Cl-、CO32-、OH-这6种离子中的3种(两种溶液中的离子不重复),已知乙溶液为无色溶液,则甲溶液中大量存在的离子是( )
A. Cu2+、H+、Cl- B. K+、OH- 、CO32- C. CO32-、OH-、Cl- D. K+、H+、Cl-
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】将1.12 g铁粉加到25 mL 2 mol/L的氯化铁溶液中,完全反应后,其结果是
A. 铁有剩余,溶液呈浅绿色,c(Cl-)基本不变
B. 往溶液中滴加无色KSCN溶液,未显红色
C. 溶液中n(Fe2+)与n(Fe3+)之比为6∶1
D. 氧化产物与还原产物的物质的量之比为2∶5
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】在元素周期表中,第一、二、三、四周期元素的数目分别是( )
A. 2、8、8、18 B. 2、8、18、18
C. 2、18、18、18 D. 2、8、18、32
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科目:高中化学 来源: 题型:
【题目】往盛氯水的试管里滴入少量紫色石蕊试液,观察到的现象是 ( )
A. 紫色石蕊试液显蓝色
B. 紫色石蕊试液显红色
C. 紫色石蕊试液的颜色消失
D. 紫色石蕊试液先显红色,后红色消失
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